李 磊

（南京农业大学，江苏南京 210095）

0 引言

曲柄连杆机构是柴油发动机的动力输出部位，图1所示。它承受极大的力和力矩，影响着柴油机的动力性能和寿命。在不影响到柴油机的效率情况下，我们需要减小机构所受的惯性力和减少机构运动所产生的震动，来减小机体磨损，提高寿命。

目前，单缸柴油机采用四平衡轴的方式来减小震动，虽然振动值总体上小于之前的二轴平衡机构，有效降低了柴油机的振动，但改动过后，增加了两根平衡轴和部分齿轮，相应的柴油机体积也会相应地增大，这会让成本提高[1]。还有通过对减轻连杆机构的重量和改变其材料，来减小其所受的惯性力以及改变自身固有频率，可以达到提高机构寿命[2]。通过研究发现，活塞质量的减小也是对整个柴油机的工作状态的改善是有好处的，同时用钢顶铝裙活塞代替球墨铸铁活塞从改善柴油机运行状态，提升柴油机性能理论上是可行的[3]。部分企业为了减少震动等对柴油机工作的影响，通过在机体上在中间位置增加螺栓以及适当增加褶皱和加强筋结构，来让内部机构造成的影响减小[4]。在此基础上，对曲柄连杆机构进行分析，通过使用MATLAB进行运动仿真，来找到曲柄连杆机构震动的影响因素，并对其作出优化。

1 数学模型

活塞运动规律的参数包括，活塞位移x，速度v，和加速度a随曲柄转角θ变化规律。而活塞运动与曲柄长度r与连杆长度L之比λ有着绝对的相关性。现有……